基于三明治结构和绝热耦合器，设计了一种分光比可设计的偏振无关光功分器，对波长为1550 nm的光信号实现所需分光比的功率分配。通过调节三明治结构中间层材料SiN_x的折射率，使同一波长下横电（TE）和横磁（TM）偏振模的分光比相等，实现偏振无关，通过改变绝热耦合器波导间隙的不对称性，获得可设计的分光比。运用三维有限时域差分方法，对器件进行建模仿真，最终结果表明：所设计的器件耦合长度仅为7 μm，可设计分光比的最大范围为0.50~0.95，同时支持TE和TM偏振模，插入损耗均低于0.31 dB，分光比容差在±0.01内的带宽可达100 nm，在未来光子集成光路系统中具有潜在的应用价值。

采用射频磁控溅射方法制备了三明治结构ZnO紫外光电探测器，即在传统金属-半导体-金属(MSM)单层ZnO紫外光电探测器的基础上再铺设一层ZnO薄膜，从而构建三明治器件结构。三明治结构ZnO紫外光电探测器响应度在5 V偏压下达到了0.05 A/W，暗电流为1.44×10-5 A，器件的整体性相比较传统单层ZnO紫外光电探测器得到了明显的改善。这主要归因于金属与半导体接触的耗尽区可以直接吸收入射光，提高了入射光的吸收效率，避免了传统上层电极对入射光的遮蔽作用。

采用Langmiur-Bloggt膜技术和磁控溅射技术制备Ag覆盖聚苯乙烯小球六方密堆积阵列(Ag/PS HCA)基底, 再将合成的海胆状Au纳米粒子与4-巯基苯甲酸(4-Mercaptobenzoic acid, 4MBA)链接得到Au@4MBA探针, 然后将单链寡核苷酸DNA21分别与基底和Au@4MBA探针链接, 构建Au@4MBA-DNA21-Ag/PS HCA三明治结构, 在DNA21与miRNA-21杂交后使用双链特异性剪切酶(DSN)剪切DNA磷酸二酯键, 最后进行表面增强拉曼散射信号检测.实验结果表明, 基于上述三明治表面增强拉曼散射结构和酶剪切技术进行肿瘤标志物miRNA-21的检测, 在100 pmol·L－1到1 fmol·L－1的浓度范围内, 检测极限达到0.853 fmol·L－1, 具有极高的灵敏度和优良的特异性.

碳纤维网格面板蜂窝夹层结构具有质量轻、比强度高、比刚度大等优点，在航天产品上得到了广泛的应用。由于碳纤维网格面板蜂窝夹层结构的特殊性，传统无损检测手段对其粘接质量检测效果不理想。本文采用锁相红外热波法对其粘接质量进行检测，模拟了 3种类型的缺陷：网格面板碳纤维之间的脱粘、网格面板与蜂窝之间的脱粘、聚酰亚胺薄膜与网格面板之间的脱粘，并进行了检测。试验结果表明锁相红外热波法对上述 3种类型的缺陷取得了良好的检测效果。

针对航天领域复合材料结构在空间服役环境的热响应监测需求, 研究了一种热载荷作用下基于光纤Bragg光栅（FBG）反射光谱特征分析的碳纤维蜂窝夹芯结构监测方法。 将光纤Bragg光栅传感器分别植入碳纤维蜂窝夹芯结构的不同铺层, 通过监测不同热载荷下各铺层位置的光纤光栅反射光谱, 得到碳纤维蜂窝夹芯结构相关铺层位置热应变特征。 研究表明, 碳纤维蜂窝夹芯结构不同材料铺层的热应变特征存在一定差异。 植入外蒙皮表面与玻璃布之间的光纤光栅反射光谱随着温度升高, 中心波长向长波方向漂移, 且波形未出现明显改变。 埋植于外蒙皮第二、 三层碳纤维织物预浸料之间的光栅反射光谱随着温度降低逐渐出现旁瓣、 多峰等啁啾效应, 其主峰与右侧次峰中心波长均向短波方向逐渐漂移, 主峰峰值幅度变化较小, 温度灵敏度约为5.56×10-3 dBm·℃-1, 而右侧次峰幅度显著增大, 温度灵敏度约为40.32×10-3 dBm·℃-1; 埋植于内蒙皮和蜂窝芯子之间的光栅反射光谱随着温度降低, 其半波峰带宽逐渐增大, 变化率约为3.19 pm·℃-1, 且出现显著多峰趋势, 这是由于层间热应力分布不均匀所形成。 在-70~+60 ℃温度范围, 各植入层热应变均随温度升高而增大, 且变化趋势相接近, 而在+60~+120 ℃温度范围内, 各植入层热应变变化趋势呈现显著差异。 这些特性能够为后继空间环境复合材料航天器结构状态在轨监测提供有益帮助。

在金属板与电介质材料板基底间插入色散特异材料板形成三明治结构, 并对其Casimir作用力进行了研究. 基于Casimir-Lifshitz理论, 通过麦克斯韦应力张量计算了真空涨落的辐射压, 并对三明治结构利用电磁模式传输矩阵方法进行了数值计算分析. 计算结果表明, 原本两板结构中存在的Casimir吸引力, 在插入特异材料板后的三明治结构中将转变为斥力, 从而使轻薄的金属板产生量子悬浮效应。讨论了特异材料板的色散电磁响应特性以及电介质板基底的影响, 结果表明特异材料磁等离子频率越大、磁共振频率越小以及电介质板基底的介电常数越小时, 三明治结构中获得的斥力越大. 此外, 板间距增加到一定范围时, 三明治结构中将出现Casimir平衡回复力.特异材料填充因子越小、三明治结构中层距和层厚越大时, 三明治结构间的回复力会出现在较长距的位置. 三明治结构中的量子悬浮效应与平衡回复力可保证微纳米机械系统稳定性, 展现出基于真空辐射压的应用前景.

采用三点弯曲法对六边形Nomex蜂窝夹层板在不同温度下的弯曲性能进行了研究。根据蜂窝芯的正交各向异性特征，分别取面内的两个主方向为长度方向制作了L试件和W试件。在25 ℃、50 ℃、100 ℃、150 ℃和180 ℃下开展了弯曲实验，确定了弯曲刚度与剪切刚度。结果表明：随着温度的升高，两个方向上的弯曲刚度与剪切刚度均明显下降；当温度升高到180 ℃时，弯曲刚度与剪切刚度均低于常温时的20%。对于蜂窝夹层板在横向力学载荷作用下的破坏模式，当温度低于50 ℃时，多出现面板凹陷；当温度达到150 ℃甚至更高时，多出现面板与蜂窝芯脱离并向外凸出。文中研究成果可以为Nomex蜂窝夹层板在变温或激光辐照下的工程应用提供参考。

采用传输矩阵法研究了两种色散单负材料组成三明治结构的共振隧穿特性，结果表明如果该结构满足耦合匹配条件时，共振隧穿峰发生吞并。共振峰的隧穿频率不受匹配三层结构厚度比例的影响，厚度的同比例增大，仅仅影响共振透射峰的品质因子。研究了该结构的电场分布特征，结果表明电场分布主要布局域在两种介质的分界面处。但考虑单负材料损耗时，损耗导致该结构电场分布的对称性破坏，透射率降低。

采用聚硅氮烷前驱体在高温常压下热裂解方法制备了SiC纳米棒。透射电镜图表明SiC纳米棒中包含有独特的层状结构，电子能谱表明SiC纳米棒中的C∶Si组分比接近1∶1。用X射线衍射和喇曼光谱表征了SiC纳米棒的结构和成分，层状结构为6H-SiC和3C-SiC交替形成所致。利用光致发光谱在该层状结构中观察到强的紫外发射，认为强而锐的紫外发射峰是来源于厚度比较均一的6H-SiC层。